水能资源与能源资源概述

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绪论水能资源与能源资源概述按来源分4类:太阳能；地球本身蕴藏的能源；地球和月球、太阳等天体之间有规律的运动所形成的能，如潮汐能；生物质能。按能否再生性分2类:可再生能源；不可再生能源按利用技术、普及程度分类分2类:常规能源：煤、石油、天然气、水能新能源：核能、地热、生物能、潮汐能、风能按利用能源的形态不同分2类:一次能源；二次能源能源的分类： 能源的评价指标(水能)：1）理论蕴藏量2）技术可开发量2）经济可开发量3）已正开发量说明：对于消耗性能源，以上指标是变化的。对于水能---再生性能源：取用多年平均值我国常规能源包括煤炭、石油、天然气和水能绪论水能资源与能源资源概述 各种能源的对比标准（热能）1kWh(度电)＝0.086kg石油＝0.129kg煤炭＝0.258kg褐煤＝0.096m3天然气说明：国际上采用油当量，我国习惯采用标准煤当量1kg核燃料（裂变的铀）=280万kg标准煤1kg核燃料（聚变的氘）=1200万kg标准煤水能资源，按2000年火电厂每度（kW.h）电的平均标准煤耗计算，为0.345kg标准煤再生能源与非再生能源对比时，一般采用100年作为对比年限。绪论水能资源与能源资源概述 三峡水电站技术指标：装机1820万KW－反映水电站规模多年平均发电量847亿度－反映水电站效益问题：相当于多少亿吨煤？每年可节省多少亿吨原油？＝847亿度×0.345kg/度=2922.15万吨煤＝2922.15×0.086/0.129=1948.1万吨原油绪论水能资源与能源资源概述 70.4%5.9%我国的能源消费结构总体来看，我国电力结构存在过度依赖火电的问题。由于煤炭资源属于不可再生资源且资源利用率低，从而决定了该结构的长期不可持续性。随着中国环保法规的制定实施，以及中国加入一些国际性环保公约的生效，火电厂造成的环境污染必将受到越来越严格的限制。水电是可再生能源，属绿色能源，但我国目前开发利用程度还不高，今后应该千方百计加快开发利用水电。 广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪水能和深海温差能源。狭义的水能资源指河流水能资源。二、中国水能资源分布及特点绪论水能资源与能源资源概述 我国水能资源的形成条件：绪论水能资源与能源资源概述 绪论水能资源与能源资源概述 中国水能资源储量以及开发情况（2004年资料）:电力(亿kW）/电量(万亿kW.h)理论蕴藏量:6.89/6.04技术上可能量：4.93/2.26经济上可能量:3.95/1.74开发程度=已开发量÷经济上可能量已开发量:2005年:1.0亿kW，开发程度达29％;2021年:1.6亿kW，开发程度达40％；2021年:2.7亿kW，开发程度达68％。绪论水能资源与能源资源概述 世界水电开发情况据国际大坝委员会统计的资料，2003年全世界已经修建了49697多座大坝(高于15m的坝或库容大于100万m3的低坝)，分布在140多个国家，其中中国的大坝有25800多座。世界上有24个国家依靠水电为其提供90%以上的能源，如巴西、挪威等国；有55个国家依靠水电为其提供50%以上的能源，包括加拿大、瑞士、瑞典等国；有62个国家依靠水电为其提供40%以上的能源，包括南美的大部分国家。 世界水电开发情况全世界水电的发电量占所有发电量总和的19%，水电总装机容量为728.49GW。发达国家水电的平均开发度已在60%以上，其中美国水电资源已开发约82%，日本约84%，加拿大约65%，德国约73%，法国、挪威、瑞土也均在80%以上。 水能资源丰富，总量位居世界首位。水能资源集中分布于大江大河，便于实行基地性集中开发。水能资源地域分布极其不均，需要水电“西电东送”。水能资源时间分布不均，需要建设水库实行调节。水资源综合利用价值高。水能资源分布特点:绪论水能资源与能源资源概述 特点一：总量丰富，开发不足可开发总量世界第一，占世界总量16.7％。到2004年，开发量仅占可开发量1/4，远低于发达国家60％的平均水平。东部：开发率大于50％；西部：开发率仅8％。绪论水能资源与能源资源概述 中国水能资源在世界上的地位我国水能资源总蕴藏量6.8亿kW，折合年发电量5.9万亿度；技术可开发电量3.8亿kW，折合年发电量1.9万亿度。 特点二水能资源集中分布于大江大河，便于基地性集中开发。绪论水能资源与能源资源概述 A.金沙江干流水电规划金沙江干流分为上、中、下三段，共规划20个梯级，总装机容量7274万kW，其中四川资源量为2758万kW。绪论水能资源与能源资源概述 雅砻江干流共规划21级开发方案，总装机容量2856万kW。绪论水能资源与能源资源概述B.雅砻江干流 C.大渡河干流大渡河干流（下尔呷~铜街子）规划22个梯级，总装机容量2340万kW。绪论水能资源与能源资源概述 24 25 26怒江中下游2003年提交待批13梯级(其中2调节水库、1引水式)，总装机2132万kW，静态投资896亿元；一期开发4个梯级。 怒江的开发自从2003年国家发改委开始论证怒江水电开发以来，怒江一直是“反坝派”和“主坝派”争议的焦点。 怒江大峡谷反对一方的观点是，怒江具有全世界独一无二的生物多样性，中国需要一条没有大规模水电开发、原生态的河流；在怒江建梯级大坝有三大风险：首先，怒江地区是新构造运动最强烈的地区，地震等级很高且频繁发生；其次，这一地区还是泥石流等地质灾害的多发地区；第三，最近以来，新构造运动有加剧，地震、地质灾害有明显增加之势，在极端气候、当代构造活动、地震的相互作用下，导致重大地质灾害的可能性在增大。 支持方则认为，怒江13级水电开发每年可为全国创造价值300多亿元，既能改变当地的贫穷状态，又能减少我国对化石能源的依赖。怒江大峡谷 国家能源局新能源与可再生能源司：怒江一定会开发！拭目以待！ 31澜沧江中下游梯级经济可开发容量为25584MW，年发电量1199亿kW·h 特点三：地区分布不均，与经济发展不匹配78％水能资源集中于西部，东部仅6％；51％用电量在东部。雅鲁藏布江西电东输西南地区70.0％西北地区12.5％中南地区9.5％华东地区4.4％华北地区1.8％东北地区1.8％绪论水能资源与能源资源概述 水力资源在地域分布上极不平衡，总体来看，西部多、东部少，水力资源相对集中在西南地区，而经济发达、能源需求量大的东部地区水力资源量极小；技术可开发量装机容量（亿kW）占全国技术可开发量比例（%）全国5.4100四川1.200422西藏1.1000420云南1.019391961%因此，西部水力资源开发除了满足西部电力市场自身需求以外，更重要的是要考虑东部市场，实行水电的"西电东送"战略。 新疆西藏南方电网华中电网华东电网西北电网华北电网东北电网我国电网的格局辽、吉、黑、蒙东北京、天津、河北、山西、山东、蒙西上海、安徽、江苏、浙江、福建陕西、甘肃、宁夏、青海广东、广西、云南、贵州、海南南方电网河南、湖北、湖南、江西、四川、重庆 绪论水能资源与能源资源概述 年内降雨集中在汛期；年际间江河来水量变化大。特点四：江河来水量时间分布不均汛期70%30%非汛期须建设（年调节、多年调节）大型水库。绪论水能资源与能源资源概述 三、水能资源在能源资源中的地位我国探明（技术可开发）总资源量超过8280亿t标准煤，探明（经济可开发）剩余可采总储量为1480亿t标准煤，约占世界总量的10.1%。绪论水能资源与能源资源概述 38我国总储量构成（技术可开发）原煤86.9%水能10%2.26万亿kW.h)原油2.8%天然气0.3%绪论水能资源与能源资源概述 剩余可采总储量的构成（经济可开发）原煤55.2%水能40.4%(1.74万亿kW.h)原油3.2%天然气1.2%我国常规能源资源以煤炭和水能为主，水能资源仅次于煤炭居十分重要的地位。绪论水能资源与能源资源概述 怎样解决中华民族缺水这个心腹之患？新的启发和希望:“大西线引水方案”1路：入青海湖(1200亿m3)西：入新疆北：入黑河东：甘肃、宁夏、内蒙古岱海调蓄、东北、晋、冀、京、津等地。2路：沿黄河下泄(500亿m3)3路：入黄土高原(300亿m3)绪论水能资源与能源资源概述 讨论题“大西线引水方案”大致设想：引雅鲁藏布江水，串怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河，过阿坝分水岭入黄河，简称雅黄工程。计划年引水2000亿立方米，相当于4条黄河水量。经青海湖调蓄，自流入新疆、甘肃、宁夏、内蒙古；经岱海调蓄，自流入东北及晋、冀、京、津等；通过给黄河补液，满足陕、豫、鲁等地的需求。工程可能有哪些效益？可能存在哪些问题？请结合自己的专业和兴趣谈谈自己的想法。绪论水能资源与能源资源概述 42国内外著名水利工程尼罗河胡佛大坝三峡水利枢纽工程阿斯旺大坝 1尼罗河世界第一长河尼罗河位于非洲东北部，是一条国际性的河流。全长6671千米，是世界流程最长的河流。由卡盖拉河、白尼罗河、青尼罗河三条河流汇流而成。 1尼罗河尼罗河三角洲尼罗河三角洲尼罗河最下游分成许多汊河流注入地中海，这些汊河流都流在三角洲平原上。三角洲面积约24000平方公里，地势平坦，河渠交织，是古埃及文化的摇篮，也是现代埃及政治、经济、文化中心。 阿斯旺大坝至今，埃及仍有96%的人口和绝大部分工农业生产集中在这里。因此，尼罗河被视为埃及的生命线。1尼罗河几千年来，尼罗河每年6~10月定期泛滥。8月份河水上涨最高时，淹没了河岸两旁的大片田野，之后人们纷纷迁往高处暂住。十月以后，洪水消退，带来了尼罗河丰沛的土壤。 1尼罗河以修建阿斯旺高坝为标志，开始径流的多年调节，提高枯水年的用水保证率，采取增水、保水、省水等措施，提高水资源利用率，全面进行河流综合利用。修建年调节水库，调节年内径流，提高年径流利用程度，并开始河流的综合利用。在继续引洪漫灌的同时，建闸壅水，引水灌溉，提高农田复种指数。20年代60年代至今20世纪至60年代19世纪20年代至20世纪初公元前三千年至19世纪20年代主要发展引洪漫灌，也开始修建蓄水水库，采用自流引水和提水灌溉。 1尼罗河尼罗河水资源年际变化很大，有丰水年和枯水年之分。年径流量最多曾达1510亿m3，最少却只有420亿m3，相差悬殊有的年份大量河水未经利用白白泄流入海，有的年份又远远不敷灌溉需要解决上述矛盾的唯一办法是在尼罗河兴建多年调节水库，容蓄丰水年的多余水量以备枯水年所需。阿斯旺大坝 1尼罗河阿斯旺大坝阿斯旺高坝，是具有灌溉、发电、防洪等综合效益的大型水利工程。为世界七大水坝之一。高112m、长5km，将尼罗河拦腰切断，在高坝内形成了一个长650km,宽25km的巨大水库－纳赛尔湖。 1尼罗河阿斯旺大坝电站厂房位于右岸边，利用施工期6条直径15米的导流隧洞改建成发电与泄洪合一的引水隧洞，装机12台，共210万千瓦。最大泄洪量6000立方米／秒。对比：三峡总装机容量1820万千瓦小浪底总装机容量180万千瓦 保证了农业区不受尼罗河河水水位过高或过低的影响，并保证了在任何农业年份的灌溉用水。大坝水库的巨大容量不仅调节了下游流量，防止了洪水泛滥，还利用蓄积的水量扩大了灌溉面积。大坝电站每年发电80亿度，解决了埃及的能源短缺问题。1尼罗河阿斯旺大坝积极作用 经验教训下游河床遭受严重侵蚀土壤盐碱化耕地土地肥力下降河水水质恶化泥沙淤积水生植物及藻类到处蔓延1尼罗河阿斯旺大坝 2胡佛大坝简介大坝位于内华达、亚利桑那两洲交界处的黑峡中，1936年竣工发电。建成之时为当时世界上最大的混凝土结构和发电设施。一座拱门式重力人造混凝土水坝。坝高220米，底宽200米，顶宽14米，堤长377米。 2胡佛大坝科罗拉多河1发源于落基山的科罗拉多河，全长2240km，分为上下两段2雨季洪水泛滥，吞没农田和牧场，而到旱季却只剩下涓涓细流31922年，为了控制这条多灾多难的河流，确定建造胡佛大坝 2胡佛大坝科罗拉多河 552胡佛大坝 2胡佛大坝 2胡佛大坝 2胡佛大坝胡佛大坝溢流图历史贡献1为赌城拉斯维加斯的建立创造了条件2水坝的发电功率为1345兆瓦，可供应太平洋沿岸的西南部大部分地区。3自从1935年大坝对外开放以来，已经有超过3500万的游客来此观光这里原本是不毛之地，荒无人烟，建造胡佛水坝的时候，大批工人聚集在这里。水、电、铁路，为一座新城的诞生提供了条件。 2胡佛大坝经验教训坝对生态环境也有很多的不利影响：淹没耕地和矿产资源，淹没森林、草原和野生动物栖息地阻断江河，影响航运和鱼类回游；影响陆生和水生生态系统，损害生物多样性等等。 3世界之最——三峡三峡大坝全景 3世界之最——三峡分布在中国重庆市到湖北省宜昌市的长江干流上，大坝位于三峡西陵峡内的宜昌市夷陵区三斗坪，并和其下游不远的葛洲坝水电站形成梯级调度电站。 3世界之最——三峡ClicktoaddTextClicktoaddText枢纽布置主体大坝水电站通航建筑物 枢纽布置3世界之最——三峡3永久通航建筑物包括永久船闸和升船机。永久船闸为双线五级连续梯级船闸，升船机为单线一级垂直提升式。2水电站采用坝后式，分设左、右岸两组厂房。机组单机额定容量为70万kw、总装机容量1820万kw，年平均发电量846.8亿kw·h。1大坝为混凝土重力坝，大坝轴线全长2309.47m，坝顶高程185m，最大坝高175m。枢纽最大泄洪能力为11.6万m3/s。大坝水电站通航建筑物 3世界之最——三峡三峡工程被列为全球超级工程之一，有世界“十大之最”世界防洪效益最为显著的水利工程12世界最大的电站3世界建筑规模最大的水利工程4世界工程量最大的水利工程5世界施工难度最大的水利工程三峡水库总库容393亿m3，防洪库容221.5亿m3，水库调洪可消减洪峰流量达2.7万m3/s至3.3万m3/s，能有效控制长江上游洪水，增强长江中下游抗洪能力。总装机容量1820万千瓦。这个水电站每年的发电量，相当于4000万吨标准煤完全燃烧所发出的能量。装机（26＋6）×70万(1820万＋420万)千瓦，年发电846.8（1000）亿度。主要供应华中、华东、华南、重庆等地区。三峡大坝坝轴线全长2309.47米，泄流坝段长483米，水电站机组70万千瓦×26台，双线5级船闸和升船机，无论单项、总体都是世界建筑规模最大的水利工程。三峡工程主体建筑土石方挖填量约1.34亿m3，混凝土浇筑量2794万m3，钢筋46.30万吨。三峡工程2000年混凝土浇筑量为548.17万m3，月浇筑量最高达55万m3，创造了混凝土浇筑的世界记录。 663世界之最——三峡三峡工程被列为全球超级工程之一，有世界“十大之最”施工期流量最大的水利工程67世界泄洪能力最大的泄洪闸8世界级数最多、总水头最高的内河船闸9世界规模最大、难度最高的升船机10世界水库移民最多、工作最为艰巨的移民建设工程三峡工程截流流量为9010m3/s，施工导流最大洪峰流量79000m3/s。三峡工程泄洪闸最大泄洪能力为10.25万m3/s。三峡工程的双线五级船闸，总水头113米。三峡工程升船机有效尺寸为120×18×3.5米，最大升程113米，船箱带水重量达11800吨，过船吨位3000吨。三峡工程全部竣工后，库水淹没区将涉及湖北和重庆的20个区市县，最终动迁移民113万，其中重庆16个区市县受淹，移民数量占整个库区移民的85％左右。 3世界之最——三峡超级建筑狂想曲 3世界之最——三峡长江三峡是座具有防洪，发电，航运，养殖，旅游，保护生态，净化环境，开发性移民，南水北调，供水灌溉等巨大综合效益的宏伟工程。3.1综合工程效益1防洪三峡大坝建成后，将形成巨大的水库，滞蓄洪水，使下游荆江大堤的防洪能力，由防御十年一遇的洪水，提高到抵御百年一遇的大洪水。防洪库容在73—220亿立方米之间。如遇1954年那样的洪水，在堤防达标的前提下，三峡能减少分洪100—150亿立方米，荆江至武汉段仍需分洪350—400亿立方米。如遇1998年洪水，可有效防御。 3世界之最——三峡2、航运三峡工程位于长江上游与中游的交界处，地理位置得天独厚，对上可以优化三斗坪至重庆河段，对下可以增加葛洲坝水利枢纽以下长江中游航道枯水季节流量，能够较为充分地改善重庆至武汉间通航条件，满足长江上中游航运事业远景发展的需要。通航能力可以从现在的每年1000万吨提高到5000万吨。长江三峡水利枢纽工程在养殖、旅游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等方面均有巨大效益。3养殖三峡建坝后，库区将形成1150km2的水面。除航道外，仍有700km2水面，流速变缓，水质变轻变肥，是庞大的淡水水产养殖基地。4旅游三峡大坝（长江三峡水利枢纽工程的简称）旅游观光区（坛子岭、185平台、截流纪念园、坝顶等）是湖北省仅有的两个5A级国家旅游区之一，也是全国唯一的5A级工业旅游区。 3世界之最——三峡对库区文物的影响12对生态与环境的影响3三峡大坝的安全4可能诱发地质灾害三峡工程600多公里长的淹没范围，使得如果不采取文物保护，在三峡库区蓄水达175米以后，大量的文物古迹都将被淹没到水下。虽经过大量的突击性的文物保护并抢救发掘，一批珍贵的有代表性的文物被保存下来，但是不可能保证保住所有的的遗迹，仍有很大一部分文物至此没入了淹没线以下，而且将很难再被发掘出来。不利影响主要在库区，除淹没耕地、改变景观和大量移民外，尚对稀有物种、天气、库尾洪涝灾害、滑坡、地震、陆生动植物等等有影响。古今中外，水库大坝一直都是军事对抗中的主要打击目标，也是恐怖分子破坏和要挟的主要目标。不过在当前的国际形势下，没有可能有公然针对三峡大坝的敌对措施，综合国力尤其是军事实力的提高，是保卫三峡大坝的根本。三峡水库蓄水期间的高水位可能引发地质灾害，包括地震、滑坡、岩崩、泥石流等面临问题 3世界之最——三峡综合效益三峡工程在工程规模、科学技术和综合利用效益等许多方面都堪为世界级工程的前列。她不仅将为我国带来巨大的经济效益，还将为世界水利水电技术和有关科技的发展作出有益的贡献。建设长江三峡水利枢纽工程是我国实施跨世纪经济发展战略的一个宏大工程，其发电、防洪和航运等巨大综合效益，对建设长江经济带，加快我国经济发展的步伐，提高我国的综合国力有着十分重大的战略意义。 讨论：水力资源开发的优点和缺点？72 谢谢！